Array|光的明暗相间条纹是引力作用产生的( 三 ) Array

（三）X射线衍射现象。
康普顿效应。1923年康普顿在研究X射线被较轻物质(石墨、石蜡等)散射时发现，散射谱线中除了有波长与原波长相同的成分外，还有波长较长的成分，其波长的改变量与散射角有关，而与入射光波长和散射物质都无关，这种散射现象称为康普顿散射或康普顿效应。康普顿发现：散射光中除了和原波长相同的谱线外还有波长大于原波长的谱线；波长的改变量随散射角的增大而增加；对于不同元素的散射物质，在同一散射角下，波长的改变量相同，散射光强度随散射物原子序数的增加而减小。康普顿散射只有在入射光的波长与电子的康普顿波长相近时散射才显著，这就是选用X射线观察康普顿效应的原因，而当入射光是可见光或紫外光康普顿效应并不明显。

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康普顿认为散射光波长改变是光子和电子作弹性碰撞的结果，碰撞过程同时满足动量守恒和能量守恒；若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长；若光子和束缚很紧的内层电子碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变；因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。

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X射线经过散射后有能量损失。实际上康普顿效应很好地揭示了微观粒子间相互作用的"弱肉强食"规律，同时也揭示了波动理论与粒子模型在处理光的干涉衍射现象的主要分歧。康普顿散射中，光子与电子的碰撞实际上并不是弹性碰撞，在这两个微观粒子碰撞的同时它们将产生质量（能量）交换。在康普顿散射中值得我们高度关注的是：散射光波长的改变量随散射角的增大而增加，在同一散射角下，波长的改变量相同。这一点充分说明X射线光子与物质作用后有能量损失（导致质量减小），并且相同散射角下的波长改变量相同，不同散射角下的波长改变量不同，这说明光子与物质作用后到达不同的位置的决定因素是有其物质基础的，正是因为光子损失了不同的能量从而到达不同的位置，光子的运动状态改变是由碰撞中损失能量的多少决定的并不是由几率决定的。
【Array|光的明暗相间条纹是引力作用产生的】到达不同位置的X射线其能量损失是不同的。既然X射线光子与物质作用后有能量损失，那么很显然可见光在反射、折射现象中光子与物质作用也会有能量变化，损失相同能量的光子一定会到达相同的位置，损失不同能量的光子一定会到达不同的位置，光子到达位置的不同反映了光子能量损失量的不同。康普顿散射在一定程度上证明了可见光在与物质作用后同样会损失不同能量而到达不同的位置。这就为我们正确认识并用粒子模型解释牛顿环、薄膜干涉、劈尖干涉、延迟选择实验奠定了实验基础。同时也表明，电子衍射条纹中电子到达屏幕不同位置并不是由几率决定的，光子衍射条纹中光子到达屏幕不同位置并不是由几率决定的。

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在康普顿实验中，如果我们把检测系统换成一块屏幕，则X射线经过散射后会在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹，并且越靠近屏幕顶部X射线光子的能量就越小（波长越长）、越靠近屏幕底部X射线光子的能量就越大，充分说明X射线衍射现象中到达不同条纹的光子质量是不同的。既然质量不同的光子到达的位置不同，并且光经过反射后会改变质量（频率），这就和我们之前认为的光子经过单缝或者双缝后会改变质量（频率）相一致，也使这种观点得到了应证。

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电子"衍射"和X射线"衍射"的共同点—都有特定的能量损失。我们来看看电子束通过多晶铝箔的衍射现象，电子束通过铝箔会发生偏转产生衍射条纹（如下图所示），当然了电子束通过铝箔会发生偏转主要是由于电子与铝箔(实际上是电子与铝原子中的电子碰撞)碰撞之后发生偏转，而不是引力作用引起的。有人看到电子束通过铝箔后形成了圆环形图案就认为电子也有波动性，因为电子束形成了明暗相间的图案，这种观点是非常牵强的。因为我们知道，电子束通过铝箔后会之所以会形成圆环形图案主要原因是电子与铝原子碰撞后损失的能量是不连续的，从而导致电子到达屏幕上的位置是不连续的。而X射线光子经过散射后也会损失特定的能量（X射线波长变长、能量变小），并在屏幕上形成不连续的亮条纹。在电子"衍射"和X射线"衍射"实验中，我们可以证明电子和X射线都损失了特定的能量，正是因为它们损失特定的能量而不是损失连续的能量造成它们在屏幕上到达的区域也是不连续的。照此推理，光子通过窄缝时在引力作用下到达屏幕上不连续的位置也是有依据的。